专利名称：碳纤维棒卷绕试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纤维棒巻绕试验机。碳纤维棒巻绕试验机主要用于碳纤维棒的
巻绕试验，通过此试验可以判定不同规格及生产批次的碳纤维棒承受巻绕变形的能力。
背景技术：
碳纤维棒，也称ACCC/TW导线，内部是一根由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的复合芯，外部由一系列呈梯形截面的软铝线绞合而成。将碳纤维复合芯替代人们熟悉的钢芯是一种全新的概念，颠覆了人们对导线的习惯认识。这种新型复合材料合成导线充分发挥了有机复合材料的特长，与现有的各种架空导线相比，具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、弧垂小等优点。可以说，新型复合材料合成导线是一种全新概念的架空输电线路用导线。 但碳纤维复合芯的抗剪强度很低，延伸率小，应力应变关系曲线近乎直线，没有塑性平台，从这个意义上，碳纤维芯是一种脆性材料。 导线制造完后，必须运输至架线的施工现场，且只能采取将导线巻绕成盘运输。如何确保属脆性材料的碳纤维复合芯巻绕时不损伤，需设计专业的缠绕试验装置，检验碳纤维复合芯在特定直径状态下的巻绕圈数，以确定碳纤维复合芯的抗缠绕刚度或称机械性能。但目前尚无这类专用试验装置。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种碳纤维棒巻绕专用试验机。 解决上述问题采用的技术方案是碳纤维棒巻绕试验机，包括控制盒、防护罩和主机，所述的主机设置在防护罩内，包括底板、主机架、传动轴、巻绕轮、减速机_电机总成、导向轮装置和夹紧装置，所述的主机架设置在底板上，所述的传动轴、减速机_电机总成和导向轮装置设置在主机架上，所述的巻绕轮设置在传动轴上，所述的夹紧装置设置在巻绕轮上；所述的控制盒与主机电机电联接并控制其转停。 本发明的碳纤维棒巻绕试验机，根据碳纤维棒的规格选择相应的压紧套，将碳纤维棒插入压紧套的穿孔，拧紧螺钉，就可以压紧试样。然后使电机通电开始试验，当试样崩裂或旋转到规定的圈数时停止试验，观察试样的破坏情况，取下试样，结束试验。通过此试验，可以判定不同规格及生产批次的碳纤维棒承受巻绕变形的能力。 作为本发明的进一步改进，所述的控制盒上设有人机界面，所述的传动轴上设有光电编码器，所述的防护罩或控制盒内还设有处理单元；所述的处理单元将光电编码器输出的信号转换成电机的转数，并在当电机的转数到达绕巻次数设定值后控制电机停转。
作为本发明的再进一步的改进，所述的控制盒为拖线式手控盒，便于试验人员手拿控制盒站在不同的位置观察试验的同时及时的控制试验机；控制盒底面装有四个橡胶地脚，可以将控制盒放在桌子上；控制盒的背面做有长条孔，用于将控制盒挂在防护罩上。控制盒上装有急停开关，当出现意外需要停机时可以及时停机。 作为本发明的再进一步的改进，所述的防护罩左右装有双层防护罩侧板，其中里 层为金属冲孔网板，外层为有机玻璃板，顶层为金属板，可拆卸。防护罩前面装有三扇门，方 便安装试样。 作为本发明的再进一步的改进，所述的巻绕轮外圈和两侧挡边由尼龙浇铸成型， 质地软、表面光滑，安装巻绕过程中能避免对试样造成伤害。 作为本发明的再进一步的改进，导向轮装置是碳纤维棒缠绕到巻绕轮之前的导向 支撑轮，由光轴、导向轮和直线轴承组成，装有直线轴承的导向轮在光轴上能灵活移动。
作为本发明的再进一步的改进，所述的夹紧装置设置在巻绕轮外圈上，包括夹具 体、压紧套和紧固螺钉，所述的压紧套设置在夹具体上，具有巻绕轮切向的穿孔和与穿孔垂
直的螺孔，所述的紧固螺钉设置在螺孔内，螺钉与夹具体之间还设有垫圈。碳纤维棒插入压 紧套的穿孔后，拧紧螺钉，就可以将碳纤维棒压紧。按碳纤维棒的不同规格，可配置不同直 径的压紧套，压紧套可以旋转，便于试样的装夹，也能保证不同规格的试样从夹具处顺着切 线绕到巻绕轮上。 作为本发明的再进一步的改进，所述的主机架上还设有接近开关，用于给巻绕轮 初始定位，保证开机后巻绕轮能旋转到便于安装试样的某个位置。 作为本发明的更进一步的改进，所述的导向轮前端还设有导向杆，当巻绕碳纤维 棒试样时，在巻绕轮给碳纤维棒施加力的作用下，碳纤维棒会上翘，导向杆用于将上翘的碳 纤维棒压住。 上述导向杆也可以采用另一个导向轮装置进行替代，巻绕碳纤维棒试样从一对导 向轮之间插入可以达到固定防翘的作用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 图1是本发明碳纤维棒巻绕试验机的结构示意图。 图2是本发明控制盒的结构示意图，其中图2(A)为正视图，图2(B)为左视图。 图3是本发明防护罩的结构示意图，其中图3(A)为正视图，图3(B)为左视图。 图4是本发明主机的结构示意图，其中图4(A)为正视图，图4(B)为左视图。 图5是本发明导向轮的结构示意图。 图6是本发明夹紧装置的结构示意图，其中图6(A)是正视图，图6(B)为俯视图。 图7是本发明导向杆的安装示意图。
具体实施例方式
参照图l，碳纤维棒巻绕试验机，包括控制盒2、防护罩1和主机3。所述的主机设 置在防护罩内1。 参照图2，所述的控制盒2为拖线式手控盒，便于试验人员手拿控制盒站在不同的 位置观察试验的同时及时的控制试验机；控制盒底面装有四个橡胶地脚203，可以将控制 盒放在桌子上；控制盒的背面做有长条孔205，通过悬挂螺钉204可以将控制盒2挂在防护 罩1上。控制盒2上装有急停开关202，当出现意外需要停机时可以及时停机。控制盒2上还设有人机界面201，可以人工设定绕巻次数；控制盒2内设有处理单元；所述的处理单元 将设置在主机上的光电编码器输出的信号转换成电机的转数，并在当电机的转数到达绕巻 次数设定值后控制电机停转。 参照图3，所述的防护罩1左右装有双层防护罩侧板102，其中里层为金属冲孔网 板，外层为有机玻璃板。顶层101为金属板，可拆卸。防护罩前面装有三扇门103，方便安装 试样。 参照图4，所述的主机3包括底板305、主机架303、传动轴310、巻绕轮301、减速 机_电机总成306、导向轮装置307、夹紧装置304、导向杆308和光电编码器302，所述的主 机架303设置在底板305上，所述的传动轴310、减速机-电机总成306、导向轮装置307和 导向杆308设置在主机架上，所述的巻绕轮301和光电编码器302设置在传动轴310上，所 述的夹紧装置304设置在巻绕轮301的外圈上。 所述的巻绕轮301外圈和两侧挡边由尼龙浇铸成型，质地软、表面光滑，安装巻绕 过程中能避免对试样造成伤害。 所述的主机架上还设有接近开关309，用于给巻绕轮初始定位，保证开机后巻绕轮 能旋转到便于安装试样的某个位置。 参照图5，导向轮装置是碳纤维棒缠绕到巻绕轮之前的导向支撑轮，由光轴311、 导向轮312和直线轴承313组成，装有直线轴承313的导向轮312在光轴311上能灵活移 动。 参照图6，夹紧装置304设置在巻绕轮301外圈上，包括夹具体314、压紧套316和 紧固螺钉317，所述的压紧套316设置在夹具体314上，具有巻绕轮切向的穿孔和与穿孔垂 直的螺孔，紧固螺钉317设置在螺孔内，螺钉317与夹具体314之间还设有垫圈318。碳纤 维棒315插入压紧套的穿孔后，拧紧螺钉317，就可以将碳纤维棒315压紧。按碳纤维棒315 的不同规格，可配置不同直径的压紧套316，如配置①12、①10、①8三种压紧套。压紧套316 可以旋转，便于试样的装夹，也能保证不同规格的试样从夹具处顺着切线绕到巻绕轮上。
参照图7，所述的导向轮装置307前端还设有导向杆307，所述的导向杆307固定 在主机架303上。当巻绕碳纤维棒试样315时，在巻绕轮301给碳纤维棒315施加力的作 用下，碳纤维棒315会上翘，导向杆303用于将上翘的碳纤维棒315压住。
应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何 不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
碳纤维棒卷绕试验机，包括控制盒、防护罩和主机，其特征在于所述的主机设置在防护罩内，包括底板、主机架、传动轴、卷绕轮、减速机-电机总成、导向轮装置和夹紧装置杆，所述的主机架设置在底板上，所述的传动轴、减速机-电机总成和导向轮装置设置在主机架上，所述的卷绕轮设置在传动轴上，所述的夹紧装置设置在卷绕轮上；所述的控制盒与主机电机电联接并控制其转停。
2. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的控制盒上设有人机界面，所述的传动轴上设有光电编码器，所述的防护罩或控制盒内还设有处理单元；所述的处理单元将光电编码器输出的信号转换成电机的转数，并在当电机的转数到达绕巻次数设定值后控制电机停转。
3. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的控制盒为拖线式手控盒，控制盒底面装有橡胶地脚，背面设有长条孔，并设有急停开关。
4. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的防护罩左右装有双层防护罩侧板，其中里层为金属冲孔网板，外层为有机玻璃板；防护罩的顶层为可拆卸金属板，防护罩前面设有门。
5. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的巻绕轮外圈和两侧挡边由尼龙浇铸成型。
6. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的导向轮装置包括光轴、导向轮和轴承，装有轴承的导向轮在光轴上能灵活移动。
7. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的夹紧装置设置在巻绕轮外圈上，包括夹具体、压紧套和紧固螺钉，所述的压紧套设置在夹具体上，具有巻绕轮切向的穿孔和与穿孔垂直的螺孔，所述的螺钉设置在螺孔内，螺钉与夹具体之间还设有垫圈。
8. 如权利要求1所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的主机架上还设有用于给巻绕轮初始定位的接近开关。
9. 如权利要求l-8任何一项所述的碳纤维棒巻绕试验机，其特征在于所述的导向轮前端还设有导向杆。
全文摘要
本发明公开了一种碳纤维棒卷绕的专用试验机，包括控制盒、防护罩和主机，所述的主机设置在防护罩内，包括底板、主机架、传动轴、卷绕轮、减速机-电机总成、导向轮装置和夹紧装置，所述的主机架设置在底板上，所述的传动轴、减速机-电机总成和导向轮装置设置在主机架上，所述的卷绕轮设置在传动轴上，所述的夹紧装置设置在卷绕轮上；所述的控制盒与主机电机电联接并控制其转停。本发明用于碳纤维棒的卷绕试验，通过此试验可以判定不同规格及生产批次的碳纤维棒承受卷绕变形的能力。
文档编号G01N3/26GK101706399SQ20091022135
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者余虹云, 俞敏波, 李周选, 李国勇, 李 瑞 申请人:浙江电力职业技术学院